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齿轮传动之齿面点蚀
轮齿受载时,其齿面啮合处产生按脉动循环的接触应力a在a的反复作用下,轮齿的表面或次表面将出现微小的疲劳裂纹,疲劳裂纹扩展的结果,使齿面金属脱落而形成麻点状小坑,称为齿面疲劳点蚀,简称点蚀(图5-28)。
齿面产生点蚀后,齿廓遭到破坏,使传动性能恶化,振动和噪声增大。点蚀多发生在靠近节线附近的翅根表面上。其原因是:1)轮齿在节线附近啮合时,同时啮合的齿对少(直齿轮传动仅一对齿啮合),表面接触应力大;2)轮齿在节线处啮合时,齿面滑动速度较小且速度方向有变化,齿面间不易形成油膜,摩擦力大。故点蚀首先出现在节线附近的齿根表面上,然后向其他部分扩展。
软齿面(齿面硬度小于等于350 HBS)的闭式齿轮传动常发生齿面点蚀。当载荷不大时,由于工作初期轮齿表面接触不良造成局部应力过高而出现小麻点。但经过一段时间的跑合后,接触状态趋于均匀,麻点不再扩展甚至消失,这种点蚀称为早起点蚀。若在足够大的在和作用下,则点蚀不断扩展而成为破坏性点蚀。此时,往往产生振动和噪声,导致轮齿失效。
硬齿面(吃面硬度大于等于350 HBS)的齿轮传动,其接触疲劳强度高,一般不易出现点蚀。但一旦出现点蚀,由于齿面硬而不易跑合,由由于材料的脆性大,点蚀坑边缘不易被辗平反而继续碎裂成破坏性点蚀。
在开式齿轮传动中,由于灰砂、金属削末等的影响,齿面磨损较快,表面或次表面上产生的很薄的疲劳裂纹会被迅速磨掉,而不致发展为点蚀。
提高齿面硬度和润滑油的粘度,采用合理的变位系数,降低齿面粗糙度值,均可提高轮齿抗疲劳点蚀的能力。
为了防止齿面过早产生疲劳点蚀,在强度计算时,应使齿面节线处的接触应力a小于或等于许用接触应力a,即*
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